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EL CICLO DEL AGUACIENCIAS NATURALESCIENCIAS NATURALES

Introducción. El ciclo sin fin del agua | Balance de agua global | Evaporación, la atmósfera se humedece |Condensación: "el vapor hace agua" | Transporte: el viaje del vapor de agua | Precipitaciones: todo lo que sube,baja | Variabilidad del ciclo hidrológico: cuando el ciclo se altera | El fenómeno de El Niño | Predicción de El Niñoy sus impactos | La crisis mundial del agua

Autoras: Dra. Carolina Vera (UBA-CONICET) y Dra. Inés Camilloni (UBA-CONICET) | Coordinación Autoral: Dr. Alberto Kornblihtt (UBA y CONICET)

PROGRAMA

DE CAPACITACIÓN

MULTIMEDIAL

EXPLORALAS CIENCIAS EN EL MUNDO CONTEMPORÁNEO

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2 EXPLORA CIENCIAS NATURALES

El agua existe en la Tierra en esta-do sólido (hielo), líquido o gaseo-

so (vapor de agua). Su distribución es

bastante variada, ya que muchas re-

giones tienen en abundancia mien-

tras que en otras su disponibilidad es

escasa. En la Tierra, el agua está en

continuo movimiento en sus diferen-

tes estados. De hecho, los océanos,

los ríos, las nubes y la lluvia, que con-

tienen agua, están en frecuente pro-

ceso de cambio (el agua de superficie

se evapora, el agua de las nubes pre-cipita, la lluvia se infiltra en el suelo,

etc.). Sin embargo, la cantidad total

de agua no cambia. La Tierra es esen-

cialmente un "sistema cerrado". Estosignifica que el planeta, como un

todo, ni gana ni pierde materia, tam-

poco agua. Aunque algo de materia,

como los meteoritos del espacio exte-

rior, pueden entrar en la Tierra, muy

poco de las sustancias de la Tierra,

como el agua, escapan al espacio ex-

terior. De hecho, la misma agua que

se formó hace millones de años en

este planeta todavía está aquí.

De toda el agua del planeta, sólo

el 3 % es agua dulce, y el 2,997 %es de muy difícil acceso, ya que es

subterránea o se encuentra en los cas-

quetes polares y en los glaciares, lo que

no facilita su utilización. Es decir sólo el 0,003 % del volumen tota

agua del planeta es accesible par

consumo de los seres humanos.

Gracias al ciclo del agua o c

hidrológico, este líquido vital co

nuamente se mueve de un luga

otro y de un estado a otro. Un co

cimiento profundo de los elemen

de este ciclo es esencial, tanto p

entender el impacto de las activ

des humanas como para planifica

uso racional y eficiente del agua ponible. En las páginas siguientes

noceremos en detalle cada uno de

elementos del ciclo del agua.

INTRODUCCIÓN.EL CICLO SIN FIN DEL AGUA

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EL CICLO DEL AGUA

BALANCE DE AGUA GLOBAL

En la imagen se muestran los volú-menes de agua contenidos en el

suelo, los océanos y la atmósfera. Las

flechas indican el intercambio anual

de agua entre los distintos reservorios.

Si calculamos el intercambio neto de

agua entre cada uno de los reservo-

rios con los restantes, veremos que es

nulo, lo que confirma el hecho de

que en la Tierra no existen fuentes ni

sumideros de agua. Los océanos con-

tienen el 97,5 % del agua del planeta;

las regiones continentales, el 2,4 %,mientras que la atmósfera contiene

menos del 0,001 %, lo que puede

parecer sorprendente debido a que el

agua juega un rol importante en el

acontecer de los fenómenos meteo-

rológicos. Las precipitaciones anuales

son más de 30 veces la cantidad total

de agua presente en la atmósfera, lo

que muestra la rapidez con que se

recicla el agua entre la superficie

terrestre y la atmósfera.

Para hacerse una idea de la cantidad

de agua contenida en los reservorios

basta imaginar que si las precipitacio-

nes anuales sobre la superficie terres-

tre cayeran sólo sobre la provincia de

Buenos Aires, todo el territorio estaría

bajo 195 metros de agua y las sierras

de Tandil y de la Ventana se verían

como islas.

EVAPORACIÓN:LA ATMÓSFERASE HUMEDECE

Desde la superficie de la Tierra se trans-

fiere el agua hacia la atmósfera me-

diante la evaporación, proceso por el

cual el agua superficial cambia del es-

tado líquido al gaseoso. Aproximada-

mente el 80 % del agua evaporada

total proviene de los océanos, mien-

tras que el 20 % restante lo hace del

agua de las regiones continentales y de

la transpiración de la vegetación. Los

vientos transportan el agua evaporada

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alrededor del globo y alteran la hume-

dad del aire en cada lugar. Por ejem-

plo, los vientos húmedos tropicales

provenientes del Atlántico y de la

región amazónica que fluyen hacia el

sur pueden provocar un típico día de

verano, caluroso y húmedo en el cen-

tro de la Argentina.

La mayor parte del agua evaporada

permanece en estado gaseoso en la

atmósfera, fuera de las nubes. La eva-

poración es más intensa con tempera-

turas más cálidas. Esto se observa en

el gráfico de la pagina anterior, donde

se aprecia que la evaporación más

intensa ocurre sobre los océanos y cer-ca del ecuador.

La transpiración es la evaporación de

agua desde las hojas y los tallos de las

plantas hacia la atmósfera. A través de

sus raíces, las plantas absorben agua

subterránea. Por ejemplo, las plantas

de maíz tienen raíces que pueden

alcanzar hasta 2,5 m de profundidad,

mientras que en el desierto algunas

plantas tienen raíces que penetran has-

ta 20 m en el suelo.

El agua es transportada desde las

raíces hacia las partes aéreas de las

plantas a través de tejidos especializa-

dos. Este transporte compensa la

pérdida de agua por evaporación a

través de los pequeños poros, llama-

dos estomas, que se encuentran en la

superficie de las hojas. La transpira-

ción representa aproximadamente el

10 % de toda el agua evaporada que

sube a la atmósfera.

La humedad es la cantidad de agua

en estado gaseoso presente en el aire.

Para cada temperatura hay una canti-

dad máxima de agua que puede estar

en forma de vapor y esta cantidadaumenta con la temperatura. Si in-

tentáramos agregar más vapor, de

agua al aire, el vapor se condensaría

formando agua líquida. La humedad

relativa es la comparación entre la

humedad existente y la máxima que

podría haber a esa temperatura.

Cuando el aire está tan húmedo que

no puede aceptar más vapor de agua

se dice que está saturado y que la

humedad relativa es del 100 %.

CONDENSACIÓN:"EL VAPOR HACE AGUA"

La condensación es el cambio del a

de su estado gaseoso (vapor de ag

a su estado líquido. Este fenómgeneralmente ocurre en la atmós

cuando el aire caliente asciende

enfría y disminuye su capacidad

almacenar vapor de agua. Como re

tado, el vapor de agua en exceso c

densa y forma las gotas de nube.

Los movimientos de ascenso

generan nubes pueden ser prod

dos por convección en aire inesta

convergencia asociada con ciclo

actividad frontal y elevación del

por la presencia de montañas.En meteorología se denomina c

vección a los movimientos del a

principalmente en dirección vertica

medida que la superficie se calie

por acción del Sol, las diferentes su

ficies absorben distintas cantidades

energía, y la convección puede oc

cuando la superficie se calienta m

rápidamente.

Cuando la superficie aumenta

temperatura, calienta el aire en la

ción inferior de la atmósfera, y

aire gradualmente se torna me

denso que el del entorno y comie

a ascender.

Las térmicas son burbujas de aire r

tivamente más cálido que su ambie

y que ascienden desde la superf

Una demostración simple de cond

sación por la convección puede re

zarse colocando una olla con a

sobre una hornalla de la cocina

superficie del agua en ebullic

representa el calentamiento de la

perficie terrestre por el Sol, mienque el aire que se halla por enc

representa la atmósfera. El agua

perficial en la olla (superficie terres

se evapora y el aire húmedo en c

tacto, más caliente y menos den

asciende (térmica) dentro del aire

seco y frío por encima de la olla (atm

fera media). Esto causa el enfriamie

de la térmica y la condensación

vapor de agua que acarrea, forma

una pequeña nube que es visible

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EL CICLO DEL AGUA

encima de la olla de agua caliente de

manera equivalente a lo que ocurre en

la atmósfera real. En la fotografía to-

mada desde el trasbordador espacial

se pueden observar los topes de nu-

bes convectivas sobre la ciudad deSan Pablo (Brasil), que ciertamente tie-

nen la apariencia de las celdas que

uno percibe en el interior de una olla

donde hierve agua.

Los ciclones o centros de baja pre-

sión pueden causar que el aire ascien-

da. En los ciclones extratropicales, la

fricción que ejerce la superficie terres-

tre sobre la baja atmósfera hace que el

viento se desacelere y fluya hacia el

centro del ciclón. Como consecuencia,

allí se produce una mayor concentra-ción de aire que necesariamente tiene

que ascender, ya que no puede ir

hacia abajo por la presencia de la su-

perficie terrestre.

En la fotografía se puede ver la

nubosidad asociada con un ciclón

sobre el océano Pacífico Sur. Las nubes

están orientadas de tal forma que per-

miten claramente identificar tanto la

circulación del aire asociada con el

ciclón, en el sentido de las agujas del

reloj, característico de los ciclones del

hemisferio sur, como la convergencia

del aire hacia el centro del ciclón.

Los frentes son zonas limítrofes entre

diferentes masas de aire. Una masa de

aire es un volumen grande de aire de

similar temperatura y humedad. Por

ejemplo, pueden ser masas de aire cá-

lido y húmedo provenientes de zonas

tropicales o bien masas de aire frío y

seco que llegan desde las zonas pola-

res. Los frentes se definen en función

de las masas involucradas y de la for-

ma en que ellas se desplazan.En el caso de los frentes fríos, el avan-

ce de la masa de aire más fresco y den-

so eleva la masa de aire húmedo y cáli-

do que se halla por delante. A medida

que el aire asciende se enfría y conden-

sa su humedad para producir nubes y

precipitaciones. Debido a la pronuncia-

da inclinación que caracteriza los fren-

tes fríos, el movimiento de ascenso es

vigoroso y puede dar a lugar a chapa-

rrones aislados y tormentas eléctricas.3

1 y 2. Nubes convectivas sobrela ciudad de San Pablo, Brasil.

3. Nubes formadas por la actividadde un centro de baja presión en elocéano Pacífico Sur.

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En el caso de un frente caliente

masa de aire de mayor tempera

que avanza, por ser menos densa,

ciende por encima de la masa de

más fría que se encuentra por dela

El aire caliente se enfría y condensahumedad para producir nubes y

cipitaciones. El frente caliente t

menos inclinación y generalment

mueve más despacio que el frente

por lo que el movimiento de ascens

mucho más gradual y provoca pre

taciones más continuas y extend

que las asociadas con frentes fríos.

El aire también puede ser elev

por la superficie terrestre. Cuand

aire encuentra una cadena monta

sa, por ejemplo, es forzado a ascenpor encima de las montañas y, si la

vación es suficientemente alta, el va

de agua condensa y produce nu

orográficas. En la Argentina, los vien

en altura que prevalecen son de oes

este, por lo que las nubes orográf

tienden a formarse del lado oeste

las montañas y a veces sobre las cim

si no son muy altas, como en los An

patagónicos. En la región de Mend

y San Juan, en cambio, se produce

efecto diferente: los vientos del o

cargados de humedad se ven forza

a ascender por la ladera chilena (o

dental). Debido a la gran altura de

montañas en esa región, llegan

cima prácticamente secos y descien

por la ladera oriental, del lado arge

no, y su temperatura es anormalm

te caliente. Este fenómeno típico

invierno es conocido en nuestro

como "viento Zonda", que puede

var las temperaturas más de 20 °C.

Otro ejemplo de condensació

precipitación orográfica es la queproduce en la región de las Sie

Subandinas en Tucumán, donde el

húmedo proveniente del Atlán

asciende sobre las laderas oriental

produce nubosidad y abundantes

cipitaciones, las que a su vez favore

el desarrollo de una densa vegetac

Las laderas occidentales no se ven

vorecidas por tales procesos de c

densación, por lo que su vegetació

la característica de climas más árido

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EL CICLO DEL AGUA

En el ciclo hidrológico, se denomi-na transporte al movimiento del

vapor de agua en la atmósfera, especí-

ficamente desde los océanos hacia el

interior de las regiones continentales.

Parte del transporte del aire húmedo

es visible como nubes, formadas por

cristales de hielo y/o microgotas de

agua. Las nubes son desplazadas de

un lugar a otro por las corrientes de

aire en chorro, por la circulación del

aire superficial −como las brisas de mar

o de tierra−

o por otros mecanismos.Sin embargo, una nube típica de 1 km

de altura sólo contiene suficiente agua

como para producir 1 mm de lluvia, lo

que sería insuficiente para explicar las

precipitaciones observadas. En reali-

dad, la mayor parte del agua no se

transporta en forma líquida sino en

forma de vapor de agua. El vapor de

agua representa el tercer gas más

abundante en la atmósfera. Si bien es

invisible para nosotros, no lo es para

los sensores remotos, que son capaces

de recolectar datos sobre el contenido

de humedad en la atmósfera. A partir

de estos datos satelitales, se constru-

yen "imágenes de vapor de agua" que

permiten visualizar el transporte de

masas de aire húmedo en la atmósfe-

ra que rodea el planeta.

En las imágenes satelitales de medi-

ción de vapor de agua, las áreas brillan-

tes indican las mayores cantidades de

humedad y están frecuentemente aso-

ciadas con las nubes. Las áreas más

oscuras indican menor humedad o airerelativamente seco. Sin embargo, el

aire húmedo no siempre contiene

nubes y, por lo tanto, no son el único

indicador de la humedad en la atmós-

fera. La "imagen de satélite visible"

sería equivalente a una "foto" de la

nubosidad presente, tomada desde el

espacio en un instante dado (arriba a la

derecha). En esta imagen satelital se

observa una región de abundante

nubosidad asociada con tormentas

sobre Paraguay, mientras que domina

el cielo claro sobre la Pampa y la provin-

cia de Buenos Aires. Si se comparan

ambas imágenes para el mismo mo-

mento se verá que las áreas de blanco

más intenso en la imagen de vapor de

agua se corresponden casi exactamen-

te con las nubes señaladas en la ima-

gen visible. Sin embargo, la imagen del

vapor indica concentraciones relativa-

mente altas de humedad en el centro

de la Argentina, mientras que esta mis-

ma región aparece sin nubes en la ima-

gen visible. Este es un ejemplo de agua

transportada en la atmósfera en forma

de vapor, pero que no está necesa-

riamente asociada con la formación

de nubes. El área del centro de la

Argentina no es tan brillante en laimagen del vapor como el área sobre

Paraguay debido a que las nubes con-

tienen más vapor. También se puede

observar que no hay zonas negras en la

primera imagen, lo que indica la exis-

tencia de al menos pequeñas cantida-

des de vapor en todas las áreas.

La corriente en chorro (en inglés, jet

stream) es aire que se mueve muy rá-

pidamente en los niveles altos de la

atmósfera. Esta rápida corriente tiene

miles de kilómetros de largo, algunos

cientos de ancho y solo unos pocos de

espesor. Las corrientes en chorro se en-

cuentran en general entre 10 y 15 km

por encima de la superficie terrestre.

Otra manera en que se realiza el

transporte del vapor de agua en la

atmósfera es por medio del fenómeno

de brisas. Es común notar en la playa,

durante las primeras horas de la tarde,

un viento fresco que sopla desde el

mar. Este viento se conoce como "bri-

sa de mar" que ocurre en respuesta a

las diferencias de temperatura entre el

cuerpo de agua y la tierra adyacente.

La brisa de mar ocurre con mayor

frecuencia en días soleados, durante

la primavera y el verano, cuando la

temperatura del suelo es más alta quela del agua. Durante noches claras y

calmas, se puede producir el fenóme-

no opuesto cuando el viento fluye de

la tierra hacia la costa, lo que es cono-

cido como “brisa de tierra”.

PRECIPITACIONES:TODO LO QUE SUBE, BAJA

Las precipitaciones son el mecanismo

primario de transporte de agua desde la

I n s t i t u t o

N a c i o n a l d e P e s q u i s a s E s p a c i a l e s , D S A / C P T E C / I N P E , B r a s i l

Imágenes satelitalesde Sudamérica.La primera muestra lamedición del vapor de aguLa segunda, en cambio,muestra la nubosidad sobrel continente (imagende satélite visible).

TRANSPORTE: EL VIAJE DEL VAPOR DE AGUA

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escurrimiento es el movimiento

agua sobre los suelos principalme

hacia los cursos de agua (ríos, lago

finalmente hacia los océanos. El e

rrimiento forma las aguas superfic

y consiste en las precipitaciones no evaporaron, ni transpiraron

penetraron en el suelo para conver

en agua subterránea. Aun los cu

de agua más pequeños están cone

dos a grandes ríos que llevan millo

de litros de agua hacia los océanos

largo de todo el mundo.

El agua de lluvia se infiltra en el s

hasta encontrar material rocoso s

rado de agua. Se llama capa freátic

cuerpo de agua alojado en un cue

de roca o sedimento y que se encutra en conexión con la atmósfera a

vés de los poros y las fisuras del m

rial sedimentario o rocoso. El a

subterránea se mueve hacia lo prof

do del suelo y en general hacia ab

(por la gravedad) muy lentamente

ocasiones puede manar en manan

les, ríos, lagos y océanos.

En la página siguiente puede ve

un diagrama simplificado que mu

tra cómo el suelo se satura por de

jo de la capa freática. El suelo,

encima de esa capa (área rosa

puede almacenar agua hasta un c

to nivel, pero nunca se satura

barro y las rocas en esta zona

saturada contienen aire y algo

agua, y albergan las raíces de la ve

tación. La zona saturada por deb

del nivel freático tiene agua que ll

los pequeños espacios (poros) e

las partículas de rocas y grietas. E

medida en que la cantidad de a

subterránea aumenta o disminu

el nivel freático sube o baja. Cuael área debajo del suelo está sat

da, se produce una inundación, p

que toda la precipitación subsiguie

se ve forzada a permanecer sobr

superficie.

A los suelos que pueden almace

agua se los llama porosos. Difere

tipos de suelos almacenan disti

cantidades de agua y la absorbe

tasas variadas. La permeabilidad

una medida de la velocidad con la

atmósfera hasta la superficie terrestre.

Cuando las gotas de nubes, que se for-

maron por condensación del vapor de

agua presente en la atmósfera me-

diante alguno de los procesos antes

mencionados, crecen y se tornan dema-siado pesadas para permanecer en la

nube, precipitan o caen a la superficie.

Las gotas que conforman las nubes

generalmente se forman cuando el

vapor de agua condensa alrededor de

partículas muy pequeñas de polvo,

humo, sulfatos y sal, denominadas

"núcleos de condensación". Sobre las

regiones continentales hay en general

alrededor de 1000 núcleos de con-

densación por cm3.

La lluvia puede producirse también apartir de cristales de hielo que se inte-

gran para formar copos de nieve. A

medida que la nieve cae y atraviesa aire

más caliente, los copos se derriten y

precipitan como gotas de lluvia. Existen

varias formas de precipitación, aunque

la forma más común en la Argentina es

la lluvia. Otras formas son el granizo, la

nieve, el agua nieve, entre otros.

La lluvia se mide en milímetros: un

milímetro de precipitación representa

la caída de 1 litro de agua en un área

de 1 m2. Para medir la cantidad de

agua caída en forma de lluvia se utili-

za el pluviómetro. Las cantidades de

lluvia pueden variar tanto espacial

como temporalmente. Las imágenes

muestran las precipitaciones medias

que recibe el sur de nuestro continen-

te durante el verano y el invierno.

Mientras sobre la costa atlántica se

reciben precipitaciones tanto en invier-

no como en verano, la porción central y

noroeste de la Argentina, por ejemplo,

recibe la mayor cantidad de lluviadurante el verano.

AGUAS SUPERFICIALESY SUBTERRÁNEAS:EL AGUA SIGUE BAJANDO

Cuando el agua de lluvia o nieve llega

a la superficie, una parte penetra hasta

los niveles subterráneos para sumarse

al agua subterránea y otra se escurre

conformando el agua superficial. El

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EL CICLO DEL AGUA

el agua penetra en el suelo. Es muy

importante que la permeabilidad del

suelo sea monitoreada debidamente.

Cuanto menor sea la permeabilidad,

mayor será el potencial de inundacio-

nes, ya que una cantidad creciente deagua permanecerá sobre la superficie.

En ciertas profundidades del suelo,

los poros y las grietas en las rocas pue-

den llenarse totalmente de agua (dulce

o salada), conformando un acuífero.

Los acuíferos son formaciones geológi-

cas capaces de almacenar suficiente

cantidad de agua dulce como para

constituir un recurso disponible para

las actividades humanas.

El agua subterránea puede volver a la

superficie a través de estos acuíferos,aflorando en lagos, ríos y océanos.

En algunas circunstancias, el agua sub-

terránea puede aflorar a través de

manantiales o pozos artesianos. El flu-

jo de agua subterránea es mucho más

lento que el "escurrimiento", con ve-

locidades que se miden en centíme-

tros por día, metros por año o aun

centímetros por año.

EL SISTEMA ACUÍFERO GUARANÍ

El denominado Sistema Acuífero

Guaraní es uno de los reservorios

de agua subterránea más gran-

des del mundo, y se encuentra

bajo parte de Brasil, Argentina,

Paraguay y Uruguay, en el sub-

suelo de un área de alrededor de

1.190.000 km2 (superficie mayor

que las de España, Francia y

Portugal juntas). De acuerdo con

lo que actualmente se conoce,salvo en la Argentina −donde se

encuentra a profundidades por

debajo de los 900 m− en los

demás países está a profundida-

des muy variables (entre 50 y

1.500 m). En general, cuando se

realiza una perforación hasta el

acuífero, el agua se eleva natu-

ralmente y en muchos casos

emerge sobre el nivel del suelo

con temperaturas que van desde

los 33 ºC hasta los 65 ºC. El

volumen total de agua almace-

nado en el acuífero es inmenso:

37.000 km3 (cada kilómetro

cúbico contiene 1 billón de

litros). El país que más lo explota

es Brasil, ya que con él abastece

entre 300 y 500 ciudades;

Uruguay tiene 135 pozos de

abastecimiento público de agua,algunos de los cuales se destinan

a la explotación termal; en

Paraguay hay unos 200 pozos

destinados principalmente al

consumo humano. En la

Argentina hay en explotación

cinco perforaciones termales de

agua dulce y una de agua sala-

da, ubicadas en el sector oriental

de la provincia de Entre Ríos.

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Los procesos del ciclo hidrológicoque más variabilidad presentan

son aquellos que se producen en la

atmósfera. La variabilidad atmosférica

abarca fenómenos que duran minutos

(como los torbellinos de viento), horas

(tornados, tormentas eléctricas), días

(frentes y ciclones) y aun fenómenos

de más larga duración de meses, años,

que pueden dar lugar a inundaciones

y sequías o a condiciones prolongadas

anormalmente cálidas o frías.

En general, los fenómenos atmosfé-ricos de larga duración están asociados

con cambios en la circulación atmosfé-

rica que abarca áreas bastante más

extensas que la región particularmente

afectada. En algunas ocasiones, ciertos

tipos de circulaciones atmosféricasocurren de forma simultánea en vastas

regiones del planeta, aparentemente

no relacionadas, y que provocan condi-

ciones meteorológicas anormales en

todo el planeta. Por ejemplo, de vez en

cuando, las prósperas poblaciones de

peces que generalmente se encuentran

lejos de la costa oeste del Perú mueren

y sus cuerpos llegan hasta las playas.

Este fenómeno va acompañado de inu-

suales condiciones climáticas alrededor

del globo, como excesos o déficit deprecipitaciones. Tal desarreglo climático

es provocado por un calentamiento

anormal de las aguas superficiales del

Pacífico tropical, conocido como fenó-

meno de El Niño, fenómeno natural de

la variabilidad atmosférica.

EL FENÓMENO DE EL NIÑO

En condiciones normales, los vientos

superficiales del este en las zonas ecua-

toriales (vientos alisios) conducen las

aguas superficiales del Pacífico ecua-

torial hacia el oeste, favoreciendo la

ocurrencia de tormentas intensas en

esa región. En compensación, los vien-

tos alisios provocan que aguas relati-

vamente frías surjan en la costa de

Sudamérica sobre el Pacífico ecuato-

rial. Durante el fenómeno de El Niño,

los vientos alisios se debilitan y como

consecuencia, las masas de agua

caliente y las zonas de máxima preci-

pitación se desplazan hacia el centro

del Pacífico ecuatorial, lo que provocaque aguas anormalmente más calien-

tes se extiendan hasta la costa de

Sudamérica. Por el contrario, cuando

se produce una intensificación de los

vientos alisios y, por consiguiente, un

enfriamiento anómalo de las aguas del

Pacífico ecuatorial, se desarrolla el fe-

nómeno opuesto conocido como La

Niña. Se observa en las figuras que los

cambios en el océano no se circunscri-

ben a su superficie, sino que afectan

su capa superficial (termoclina) lo se caracteriza por tener una fu

variación de la temperatura.

Los procesos de evaporación/c

densación que ocurren en el Pací

ecuatorial durante un fenómeno d

Niño transfieren enormes cantida

de energía del océano a la atmós

por medio de los procesos de evap

ción y condensación. Las observa

nes atmosféricas indican que existe

calentamiento general de la atmós

global unos pocos meses despuésun fuerte evento de El Niño. Esa e

gía adicional presente en la atmós

durante este fenómeno altera la ci

lación atmosférica a escala planeta

provoca cambios en los patrones

precipitaciones y temperatura en re

nes alejadas de la zona en que se

duce El Niño. El sudeste de Amé

del Sur una de las regiones en dond

impacto de El Niño sobre las precip

ciones es mayor.

Los fenómenos de El Niño se pro

cen en promedio cada cuatro año

generalmente se inician dura

nuestro otoño y duran alrededor

un año. Los dos episodios más in

sos se produjeron entre 1982 y 19

y entre 1997 y 1998. El que se pro

jo entre abril de 1982 y julio de 1

es considerado el más intenso del

mo siglo y produjo sequías deva

doras en Australia, en el nordeste

Brasil y en el sur de África, e inun

ciones en regiones normalmente

das de Chile y Perú, así como esudeste de Brasil y nordeste de la

gentina. Se estima que este fenó

no causó 2.000 muertes y pérd

económicas a nivel mundial que alc

zaron los 13.000 millones de dóla

En particular, las inundaciones o

rridas en el nordeste de la Argen

se debieron a que el río Paraná,

Corrientes, alcanzó durante junio

1983 el mayor caudal del último s

a causa de las precipitaciones extr

VARIABILIDAD DEL CICLO HIDROLÓGICO:CUANDO EL CICLO SE ALTERA

CUENCA DEL PLATA

La Cuenca del Plata cubre

alrededor de 3,6 millones de

km2; en términos geográficos,

es la quinta cuenca más gran-

de del mundo y la segunda

en Sudamérica después de la

amazónica. Las principales

subcuencas son las de los ríos

Paraná, Paraguay y Uruguay.

Aproximadamente el 30 % de

su área se encuentra dentro

del territorio de la Argentina,

7 % en Bolivia, 46 % en Bra-

sil, 13 % en Paraguay y 4 %

en Uruguay. Los límites delSistema Acuífero Guaraní se

encuentran totalmente inclui-

dos dentro de la extensión de

esta cuenca, lo que evidencia

la interacción entre ambos

sistemas.

El promedio anual de descar-

ga de la Cuenca del Plata en

el océano Atlántico es de

21.000 m3 /s, de los cuales el

75 % corresponde a la descar-

ga a los ríos Paraná y Paraguay.

Del total de precipitaciones que

la cuenca recibe, alrededor del

30 % escurre superficialmente,

mientras que el 70 % restante

se evapora e infiltra.

En la región viven más de

100 millones de personas y

su producción se aproxima al

70 % del Producto Bruto

Nacional (PBN) de los cinco

países que la integran, lo que

da una idea de la importancia

de esta cuenca en términossocioeconómicos. La agricul-

tura y la ganadería son recur-

sos cruciales de la región, los

ríos son vías de transporte

naturales y las represas hidro-

eléctricas instaladas en dife-

rentes puntos de la cuenca

generan la mayor parte de la

energía eléctrica de la región.

Fuente: Instituto Nacional del Agua

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EL CICLO DEL AGUA

dinarias caídas sobre la cuenca entre

marzo y abril de ese año. El fenóme-

no que se produjo entre abril de 1997

y abril de 1998 fue también extraordi-

nariamente intenso con consecuen-

cias catastróficas en varias regionesdel mundo. En nuestro país, los impac-

tos hidrológicos provocaron inunda-

ciones en el sur de Córdoba y Santa Fe,

en la provincia de Buenos Aires y en el

litoral mesopotámico, que causaron la

evacuación de alrededor de 120.000

personas. Una situación diferente se

registró entre abril de 1988 y abril de

1989 cuando tuvo lugar un fenómeno

de La Niña extremadamente intenso.

En este caso, los impactos en la Ar-

gentina estuvieron vinculados con unamarcada sequía en gran parte del terri-

torio por lo que los ríos presentaron

caudales muy bajos y la generación de

energía en las represas hidroeléctricas

se vio seriamente afectada.

PREDICCIÓN DE EL NIÑOY SUS IMPACTOS

Las variaciones en el sistema océano-

atmósfera se monitorean constante-

mente con un sistema de medición

muy poderoso, que incluye observa-

ciones satelitales, estaciones meteoro-

lógicas, barcos, aviones, etc. En espe-

cial, la instalación de un conjunto de

boyas y correntómetros a lo largo del

Pacífico tropical mejoró el conocimien-

to del estado de la atmósfera y el océa-

no en esa región clave para El Niño.En la actualidad, el conocimiento más

detallado del clima ha permitido el de-

sarrollo de programas computacionales

para realizar su predicción. Tales mode-

los se alimentan del monitoreo global

de la atmósfera y del océano, y propor-

cionan información sobre su evolución

en los siguientes meses o años. En el

caso del fenómeno de El Niño hay dos

tipos de predicción involucrados. Uno

se refiere a la predicción de las condi-

ciones del océano y la atmósfera sobreel Pacífico que permiten determinar el

inicio de un nuevo fenómeno de El

Niño o de La Niña. El otro tipo de pre-

dicción está destinado a pronosticar el

impacto en el clima global ante el de-

sarrollo determinado de El Niño. Si bien

la fiabilidad de ambos pronósticos

todavía está lejos de ser perfecta −en

particular, la predicción del desarrollo

del fenómeno El Niño resulta de mejor

calidad−, los dos proporcionan valiosas

indicaciones respecto de las condicio-

nes climáticas de gran impacto en las

actividades humanas.Boya para la medición meteorológica y oceanográfica en el Pacíficoecuatorial.

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ENTREVISTA A LA DRA. DORA GONIADSKIDirectora de Sistemas de Información y Alerta Hidrológico del Instituto Nacional del Agua.

¿Qué es el Instituto Nacional

del Agua?

Es un organismo descentralizado de la

Subsecretaría de Recursos Hídricos,

dentro del área de la Secretaría de

Obras Públicas de la Nación. A través

de sus diversos centros especializados

y regionales desarrolla actividades que

abarcan campos de estudio tales

como crecidas, inundaciones y aluvio-

nes, riego y drenaje, sistemas de aler-ta hidrológico, hidráulica de grandes

obras, hidráulica fluvial, marítima e

industrial, hidráulica computacional,

modelación física e instrumentación,

calidad de agua y contaminación, tra-

tamiento de agua y efluentes, calidad

de cursos y cuerpos receptores,

hidrología superficial y subterránea,

hidrología urbana, bases de datos de

recursos hídricos y ambientales, ero-

sión y sedimentación, economía, pla-

nificación y administración del agua y

el ambiente, evaluaciones de impacto

ambiental, monitoreo y control de la

contaminación.

¿Qué servicios brinda?

El INA tiene el objeto de satisfacer

los requerimientos de estudio, inves-

tigación, desarrollo y prestación de

servicios especializados en el campo

del aprovechamiento, control y pre-

servación del agua y del ambiente.

En particular, brinda asesoramiento y

presta servicios sobre temas de suespecialidad a los sectores público y

privado, y promueve la capacitación

y la difusión del conocimiento en su

área temática.

Las cinco líneas temáticas priorita-

rias de su plan estratégico son las

siguientes:

Contribuir con la prevención y

mitigación de desastres hídricos. Contribuir con el tratamiento inte-

grado de problemas hídricos urba-

nos y ocupación territorial no pla-

nificada.

Desarrollar tecnología y contribuircon el diseño, la optimización y la

verificación de obras de infraes-

tructura hídrica. Evaluar la calidad de los recursos

hídricos y los riesgos asociados

con la contaminación. Desarrollar estudios de sistemas

hídricos para el aprovechamiento

sustentable del recurso.

¿Qué es el Sistema de Alerta

Hidrológico de la Cuenca del Plata?

Es un sistema de información que se

opera en tiempo real para monito-

rear el estado de los ríos de la cuen-

ca. Los objetivos del sistema son

prever con la mayor antelación posi-

ble eventos de inundación o bajan-

tes pronunciadas, producir regular-

mente pronósticos hidrológicos en

puntos de interés, aportar elemen-

tos de juicio para la toma de deci-

siones en situaciones de emergencia

hidrológica y apoyar las actividades

relacionadas con el mejor aprove-chamiento de los recursos hídricos

en la cuenca.

¿Cuál es la situación de las diferen-

tes ciudades de la Argentina en la

Cuenca del Plata frente a las inun-

daciones?

Desde 1992 a la fecha hubo présta-

mos del Banco Mundial para la

construcción de defensas provisorias

primero y definitivas luego para las

ciudades más afectadas por las cre-

cidas de los ríos Paraná, Paraguay y

Uruguay. Pero estas defensas no con-templan la posibilidad de inundacio-

nes por afluentes que descargan en

los ríos principales, como el caso del

Salado santafecino, para lo que no se

dispone de información hidrometeo-

rológica adecuada.

¿Qué es el Proyecto Sistema

Acuífero Guaraní?

Es un proyecto que apoya la protec-

ción ambiental y el desarrollo susten-

table del Sistema Acuífero Guaraní.

Es el resultado de la intensa coopera-

ción entre Argentina, Brasil,

Paraguay y Uruguay para manejar

uno de los acuíferos más grandes del

mundo. Su implementación permiti-

rá desarrollar un marco normativo

para la gestión y preservación del sis-

tema. El marco incluirá convenios

sobre medidas para controlar la

extracción de agua, conformar una

base de datos común y aplicar meca-

nismos que prevengan la contamina-

ción de las aguas subterráneas, unade las mayores amenazas para el uso

futuro de los recursos hídricos.

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EL CICLO DEL AGUA

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E l conocimiento planteado eneste fascículo es sólo la punta deun iceberg. Las distintas sociedadesintentan adaptar o modificar en lo

posible algunas de las etapas del

ciclo hidrológico para hacerlo más

útil a sus necesidades. Los inventos

para acelerar las lluvias, la desaliniza-

ción del agua de mar para hacerla

potable o la construcción de presas y

embalses para controlar el flujo de

los ríos son ejemplos de la injerencia

humana en el ciclo natural del agua.

Durante el pasado reciente, el de-

sarrollo intenso de la actividad indus-

trial y agrícola, el incremento de la

población, la colonización de nuevosterritorios y, entre otros factores, la

modificación de la cobertura natural

en las cuencas hidrográficas, motiva-

da por los cambios en los usos del

suelo y la deforestación, han supues-

to una presión significativa sobre los

recursos hídricos. De hecho, en las

cuencas de los países económica-

mente más desarrollados práctica-

mente no existe cauce alguno cuyas

aguas fluyan en régimen natural −es

decir, sin que haya experiment

intervenciones humanas en su cu

ca que afecten los caudales fluyentales como obras de regulación, d

vaciones, etc.−. A título inform

vo, la UNESCO estima que en

actualidad las demandas hídr

requieren el 54 % de los recursos

perficiales y que, de seguir las co

como hasta ahora, para 2050, es

bable que al menos una de cada c

tro personas viva en países afecta

por la escasez crónica o recurrente

agua dulce.

LA CRISIS MUNDIAL DEL AGUA

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EL CICLO DEL AGUA

El estado de pobreza de un amplio

porcentaje de la población mundial

es a la vez un síntoma y una causa de

la crisis del agua. Actualmente, 1.100

millones de personas en el mundo ca-

recen de instalaciones necesarias paraabastecerse de agua y 2.400 millones

no tienen acceso a sistemas de sanea-

miento. Para invertir estas tendencias

negativas, según un informe de la

UNESCO, la comunidad internacional

ha definido ciertos objetivos sobre el

agua que han de alcanzarse de aquí a

2015. Entre las prioridades se en-

cuentran el acceso al suministro y a

la sanidad del agua: estas necesida-

des humanas básicas son requisitos

previos para avanzar hacia un con-sumo sostenible de los recursos hídri-

cos y controlar los impactos negativos

de los seres humanos sobre el medio

ambiente.

Una mejor gestión permitirá hacer

frente a la creciente escasez de agua

per cápita en muchas partes del mun-

do en desarrollo.

Resolver la crisis del agua es, sin

embargo, sólo uno de los diversos

desafíos con los que la humanidad se

enfrenta en este tercer milenio y ha

de considerarse en este contexto. La

crisis del agua debe situarse en una

perspectiva más amplia de solución

de problemas y de resolución de con-

flictos. Tal como lo ha indicado en

2002 la Comisión sobre el Desarrollo

Sostenible de la ONU: "Erradicar la

pobreza, cambiar los patrones de pro-

ducción y consumo insostenibles y

proteger y administrar los recursos

naturales del desarrollo social y eco-

nómico constituyen los objetivos pri-

mordiales y la exigencia esencial de undesarrollo sostenible". Alcanzar estos

objetivos tiene un enorme costo que

probablemente será uno de los desa-

fíos más importantes que la comuni-

dad internacional tendrá que afrontar

durante los próximos quince años.

TORMENTAS Y DESASTRES: KATRINA Y CATARINA

Las tormentas severas pueden producir serios

impactos socioeconómicos, y es importante de-

sarrollar mecanismos que permitan minimizarlos.

La convivencia con estos procesos naturales no

encuentra muchas veces en la sociedad una plani-

ficación adecuada para enfrentarlos en situacio-

nes de emergencia. El desafío asociado para

afrontar estos fenómenos involucra el desarrollo

de sistemas de predicción, de acciones de planifi-

cación necesarias para mitigar los impactos y un

buen manejo de los posibles conflictos resultan-

tes de la ocurrencia de estos fenómenos.

Como ejemplo de ocurrencia e impacto de tales

tormentas severas en el mundo, se destacan los

fenómenos conocidos como ciclones tropicales.

Un ciclón tropical es un centro de baja presión

con nubes y tormentas asociadas, que se desarro-

lla sobre océanos tropicales o subtropicales y que

tienen una circulación organizada. Según su ubi-cación alrededor del mundo, los ciclones tropica-

les intensos, que son los que exhiben vientos

mayores a 119 km/h, tienen diferentes nombres.

Mientras que en los océanos Atlántico y Pacífico

este se llaman huracanes, en el Pacífico oeste se

los denomina tifones.

Independientemente de cómo se los llame, ciertas

condiciones ambientales favorecen la formación de

estas tormentas severas: el agua del océano debe

tener temperaturas mayores a 27 °C en los pri-meros 46 m de profundidad; el aire debe estar

relativamente húmedo en los niveles medios de la

tropósfera (alrededor de 5000 m); un sistema de

baja presión debe preexistir y los vientos deben

tener poco cambio de intensidad y dirección a lo

largo de la vertical. Los huracanes se clasifican

según su intensidad utilizando la escala de Saffir-

Simpson, que va desde la categoría 1, con inten-

sidades entre 119 y153 km/h, hasta la categoría

5, con vientos mayores a los 250 km/h.

A fines de agosto de 2005, el huracán Katrina fue

uno de los más intensos que impactaron en lacosta de los Estados Unidos en los últimos 100

años. Si bien Katrina tuvo su máxima intensidad

sobre el golfo de México con categoría 5, su

intensidad sobre tierra fue tal que los vientos

alcanzaron valores de 100 km/h, con una presión

en el centro de 920 hPa. Katrina causó devasta-

ción en las ciudades y regiones de los Estados

Unidos ubicadas sobre la costa del golfo de

México. La pérdida de vidas y propiedades fue

especialmente grave en la zona de Nueva Orleans

debido a la rotura de diques que separaban la ciu-

dad de los lagos circundantes. Al menos el 80 %

de la ciudad estuvo bajo el agua, lo que resultó en

el desplazamiento de más de 250.000 personas,

más de 1300 muertes y pérdidas económicas por

más de 100 millones de dólares.

Fenómenos como huracanes y tifones no se pue-

den formar en océanos como el Atlántico Sur,

debido a que la temperatura de sus aguas no es

lo suficientemente caliente. Sin embargo, el de-

sarrollo de un ciclón en el sur de Brasil, conocido

como Catarina a finales de marzo de 2004, tuvo

tal intensidad que fue considerado por algunos

meteorólogos como un huracán. Catarina tuvo

picos de vientos sostenidos de 160 km/h sobreel Atlántico Sur que corresponderían a un hura-

cán de categoría 2, exhibiendo incluso un "ojo"

o centro libre de nubes. Con esa intensidad,

Catarina entró en tierra, afectando los estados

de Rio Grande do Sul y Santa Catarina en Brasil.

Catarina daño alrededor de 40.000 hogares,

con pérdidas económicas estimadas en 350

millones de dólares.

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A lo largo de este texto se pre-sentan modelos científicos sobre

el ciclo del agua. Interesa refle-

xionar acerca de la comunicación

de esos modelos, que se realiza

por medio del lenguaje especiali-

zado utilizando diversas herra-

mientas retóricas. Por ejemplo, el

texto propone a los lectores un

experimento mental: se les pide

que imaginen que las precipitacio-

nes que existen a lo largo de un

año sobre toda la Tierra cayerande una vez sobre la provincia de

Buenos Aires, para poder enten-

der así el volumen de agua impli-

cado. El experimento mental es

una herramienta usada con el fin

de que el lector se construya una

imagen del fenómeno.

Otra herramienta retórica, usadacuando se menciona la imagen de

la olla con agua hirviendo, es la

analogía. La analogía es una com-

paración entre dos situaciones que

permite iluminar el significado de

una desconocida (en este caso, la

convección en la atmósfera)

mediante otra conocida (la ebulli-

ción del agua). En la analogía se

ponen en correspondencia rasgos

de ambas situaciones por su pare-

cido estructural y funcional.Una tercera herramienta que

se presenta en el texto es la

representación, como en el caso

de la "imagen de vapor de

agua" hecha a partir de los

datos satelitales. Una represen-

tación maneja convenciones que

han de conocerse para poderentenderla, por ejemplo, que los

colores oscuros representan

zonas de menor humedad.

En paralelo con el análisis de la

comunicación de los modelos, es

necesario reflexionar sobre el

proceso de creación de la ciencia.

Una cuestión importante es la

posibilidad de predecir situacio-

nes utilizando modelos numéri-

cos, desarrollados con ayuda de

la informática, que permite pro-cesar una enorme cantidad de

datos con rapidez. El modelo

numérico trata la información

proveniente de observaciones y

experimentos para prever posibles

desenlaces de los fenómenos,

como en el ejemplo de El Niño y

sus consecuencias globales.La última sección del texto

plantea otra idea para pensar las

ciencias: la de intervención sobre

el mundo. La ciencia transforma

la realidad: tanto la forma en que

pensamos y hablamos sobre los

fenómenos como las actuaciones

que podemos realizar sobre ellos

están guiadas por los modelos

científicos. La intervención sobre

el mundo obedece a una finali-

dad, como cuando los científicosse plantean la necesidad de

encontrar soluciones al problema

del agua potable.

EPISTEMOLOGÍAAgustín Adúriz-Bravo

BibliografíaAhrens, D.: Meteorology Today: An Introduction to Weather,

Climate and the Environment, Brooks Cole, 2002.Barry, R. y R. Chorley: Atmosphere, Weather and Climate,

Londres, Routledge, 1998.Camilloni, I. y C. Vera: El aire y el agua en nuestro planeta,

Buenos Aires, EUDEBA, 2006.Kump, L., J. Kasting y R. Crane: The Earth System, New Jersey,

Prentice-Hall, 1999.ONU/WWAP (Naciones Unidas/Programa Mundial de Evaluación de losRecursos Hídricos): Informe de las Naciones Unidas sobre elDesarrollo de los Recursos Hídricos en el Mundo: Agua para todos,agua para la vida. París, Nueva York y Oxford, UNESCO (Organizaciónde las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura) yBerghahn Books, 2003.

Voitureiez, B. y G. Jacques: El Niño. Realidad y ficción, París,UNESCO, 2003.

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http://www.atmo.fcen.uba.arhttp://www.cima.fcen.uba.arhttp://www.meteofa.mil.arhttp://www.medioambiente.gov.arhttp://www.wmo.ch/index-sp.htmlhttp://lwf.ncdc.noaa.gov/oa/climate/research/2005/katrina.htmlhttp://www.srh.noaa.gov/lix/Katrina_overview.htmlhttp://ciencia.nasa.gov/headlines/y2004/02apr_hurricane.htm

AgradecimientosEl equipo de Publicaciones de la Dirección Nacional de Gestión Curricular Formación Docente agradece a las siguientes instituciones y personas porpermitirnos reproducir material fotográfico y colaborar en la documen-tación de imágenes: Earth Sciences and Image Analysis Laboratory, NASAJohnson Space Center (EE.UU.); NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center,Boulder (EE.UU.); NOAA Photo Library; OAR/ ERL/ National Serve StormsLaboratory (EE.UU.); Naval Research Laboratory, Clementine Mission(EE.UU.); TOMS science team & and the Scientific Visualization Studio,NASA GSFC (EE.UU.) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciales DSA/ CPTEC/ INPE (Brasil) y Walter S. Kiefer.

Coordinadora del Área de CienciasNaturales, Lic. Nora BahamondeCoordinadora del Área de DesarrolloProfesional, Lic. Silvia StorinoCoordinadora del Programa deCapacitación Explora, Lic. Viviana CelsoCoordinadora de Publicaciones,Lic Raquel Franco

Coordinación y documentaciónLic. Rafael BlancoEdición, Lic. Gonzalo BlancoDiseño y diagramación,DG María Eugenia MásCorrección, Norma A. Sosa Pereyra

www me gov ar

Ministro de Educación, Ciencia y Tecnología,Lic. Daniel Filmus

Secretario de Educación,Lic. Juan Carlos Tedesco

Subsecretaria de Equidad y Calidad,Lic. Alejandra Birgin

Directora Nacional de Gestión Curricular y Formación Docente,

Lic. Laura Pitman

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